Explore las posibilidades de la construcción sin apoyos con Smart Fusion

20 de septiembre de 2023 | Tiempo de lectura: 5 min

La construcción sin soporte para la fabricación aditiva de metales aún no es habitual, pero se ha demostrado que es factible. El revolucionario control de procesos en tiempo real de EOS Smart Fusion desempeñará un papel fundamental a la hora de hacer realidad la visión de los ingenieros de una impresión 3D metálica con soporte mínimo o sin soporte.

Aunque los expertos de EOS están trabajando en varios proyectos sin soportes, la perspectiva suscita preocupación en algunos sectores de la fabricación aditiva (AM) de metales. Los aspectos de la fabricación relacionados con los soportes, como la orientación de la pieza, el diseño, la transferencia de calor y el recubrimiento, tienen una gran influencia en el éxito o el fracaso de la fabricación. Existen ciertas reservas comprensibles ante la idea de abandonar un enfoque históricamente eficaz. En Smart Fusionuno de los puntos fuertes del nuevo plan de suscripción EOS Smart Monitoring el nivel de control capa por capa en tiempo real que se tiene sobre el proceso de construcción puede mitigar o eliminar algunos de los riesgos más significativos que tradicionalmente abordan los soportes. Aprovechar esta tecnología es beneficioso desde el punto de vista práctico -por su reducción del riesgo de sobrecalentamiento, el aumento de la tasa de ensamblaje satisfactorio y el uso de pocos o ningún soporte- y también otorga una libertad sin precedentes a los diseñadores de AM.

En este blog, exploraremos la génesis del concepto sin soporte, analizaremos de forma exhaustiva el modo exclusivo en que Smart Fusion ayuda a los ingenieros a acercarse a él y consideraremos algunas implicaciones futuras de estos avances en la AM metálica.

Las limitaciones de las ayudas

Hasta hace poco, los soportes se consideraban una realidad inevitable de la fabricación aditiva de metales. Se montan durante el proceso de fabricación con el mismo polvo que la pieza y se colocan estratégicamente según sea necesario. Los soportes se retiran en el postprocesado.

Las piezas orientadas con estructuras complejas, en las que gran parte de la superficie no toca la placa de impresión de la impresora 3D, requieren soportes para garantizar la integridad del conjunto. Lo mismo ha ocurrido históricamente con los diseños que incluyen canales, orificios o salientes más agudos que 45 grados (o cualquier otro ángulo agudo similar). Sin embargo, los problemas derivados de niveles excesivos de potencia láser, tensiones térmicas y daños en las cuchillas de la rectificadora suelen ser los motivos más apremiantes para el uso de soportes. Los soportes presentan notables desventajas -mayor tiempo total de impresión, mayor uso de material, largos procesos posteriores y limpieza-, pero sólo en los últimos años los expertos en aditivos han empezado a trabajar en serio en métodos alternativos.

Surgimiento del concepto sin apoyo

Los factores que se ajustan para reducir (y, si es posible, eliminar) la necesidad de soportes varían. El diseño puede desempeñar un papel importante: por ejemplo, trazar las especificaciones de las paredes o arcos de una pieza para que sean autoportantes. La optimización de procesos y parámetros es aún más importante: La potencia del láser es fundamental, pero también pueden ajustarse muchos otros parámetros para facilitar la construcción sin soportes, entre otros, la velocidad de escaneado, el patrón de escaneado, los ajustes de las dimensiones de la piel inferior (la superficie de la pieza orientada hacia abajo) y las técnicas de recubrimiento.

Ideas de EXPOSURE OT = Combustible para Smart Fusion

Smart Fusion tiene una relación fundamental con la plataforma EOSTATE EXPOSURE OT . (De ahí su emparejamiento en el plan de suscripción EOS Smart Monitoring ). 

EOSTATE EXPOSURE OT combina hardware de tomografía óptica de infrarrojo cercano y un complejo software de análisis. La cámara graba imágenes de OT en vivo y en tiempo real de los trabajos de construcción, y los algoritmos avanzados del programa de software detectan puntos calientes, puntos fríos o cualquier otra anomalía en la distribución del calor, junto con cualquier defecto existente o potencial que estos puedan provocar. Con esos datos de OT y los ajustes del controlador en el software, Smart Fusion puede aplicar el factor de corrección láser (LCF) adecuado y garantizar la producción segura de piezas metálicas conforme a sus especificaciones.

El futuro del metal AM con cero (o pocos) apoyos

Dado que la construcción sin soportes es todavía un método incipiente, no es un proceso en el que cualquier usuario de fabricación aditiva de metales pueda lanzarse. En un futuro inmediato, "sin soportes" significará más bien muy pocos soportes en lugar de cero. Además, habrá algunas aplicaciones en las que el método no será ideal, como las que requieran geometrías de piezas especialmente complejas o piezas más grandes.

Pero, a largo plazo, EOS cree que el valor de la construcción sin soporte superará sus limitaciones y que nuestra dedicación nos llevará a tecnologías y procesos que ayuden a mitigar esos defectos. Las ventajas potenciales son demasiado grandes para ignorarlas: Además del ahorro de costes a largo plazo (en particular, el coste por pieza), la mejora de la productividad y una calidad más uniforme de las piezas, la construcción sin soportes ayudará a reducir el consumo de materiales, contribuyendo positivamente a la fabricación responsable y a los objetivos de sostenibilidad.

Revise este caso práctico para saber cómo los expertos de EOS eliminaron la necesidad de soportes internos de un intrincado diseño de pieza de impulsor, siendo necesarios solo unos pocos soportes externos. Para obtener más información sobre Smart Fusion, el plan Smart Monitoring, los sistemas metálicos EOS, el software, los materiales y mucho más, póngase en contacto con nosotros hoy mismo.